Manual de Prácticas de Laboratorio: Procesos de Frutas y Hortalizas, Esquemas y mapas conceptuales de Economía Agrícola

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MANUAL DE PRÁCTICAS DE

LABORATORIO

PROCESOS DE FRUTAS Y HORTALIZAS

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AUTORES GUILLERMO ARRÁZOLA PATERNINA. PhD MARCELA VILLALBA CADAVID. MSc DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS FACULTAD DE INGENIERÍAS UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA. MONTERÍA, CÓRDOBA. 2022

TABLA DE CONTENIDO

Pág. No. Práctica de Laboratorio 1 Obtención de pulpas de frutas tropicales ---------------------------------------- 5 2 Obtención de néctares ---------------------------------------------------------------- 11 3 Obtención de mermeladas -------------------------------------------------------- 17 4 Obtención de compotas --------------------------------------------------------------- 21 5 Obtención de bocadillo --------------------------------------------------------------- 27 6 Obtención de encurtidos -------------------------------------------------------------- 31 7 Obtención de frutas en almíbar ---------------------------------------------------- 36 8 Obtención de vegetales deshidratados ------------------------------------------ 43 9 Frutas cristalizadas ------------------------------------------------------------------- 49 10 Citrus punch ---------------------------------------------------------------------------- 53 11 Salsa de Tomate ---------------------------------------------------------------------- 57

Nombre del Programa: INGENIERÍA DE ALIMENTOS Nombre del laboratorio: Planta Piloto para procesamiento de alimentos Nombre de la asignatura: Procesos de frutas y hortalizas Practica de Laboratorio N°: 1 Nombre de la práctica de laboratorio: Obtención de pulpas de frutas tropicales DESCRIPCIÓN DEL LABORATORIO

1. INTRODUCCIÓN La pulpa se define como el resultado obtenido después de la maceración, trituración o licuado de frutas y hortalizas, libres de semilla y cáscara. En el procesamiento de frutas y hortalizas se deben tener en cuenta ciertos pasos o criterios que determinan un buen producto final; en el caso de la elaboración de pulpas el paso inicial es contar con una materia prima (fruta a procesar), completamente sana en todos los aspectos, sin ningún tipo de contaminación. La creencia popular es que las pulpas de frutas son a partir de las mismas, pero dañadas, que se están pudriendo, infestadas, magulladas, etc. nada más falso que eso, ya que un principio fundamental en el procesamiento de alimentos es que de la óptima calidad de la materia prima depende la obtención de un buen producto final. En el control de calidad de pulpas se consideran parámetros de calidad fisicoquímicos, organolépticos y microbiológicas que determinan las características propias del producto, entre estos parámetros tenemos: sólidos solubles (ºBrix), sólidos totales, compuestos nutricionales como carbohidratos, aminoácidos, pigmentos, vitaminas que determinan el valor comercial de la pulpa. Entre los diferentes tipos de pulpas que existen, encontramos: _ Pulpa cruda edulcorada _ Pulpa congelada _ Pulpa pasterizada _ Pulpa ultra pasterizada _ Pulpa deshidratada _ Pulpa concentrada _ Pulpa liofilizada 2. OBJETIVOS Dar a conocer los elementos necesarios para la obtención de pulpas, a partir de frutas tropicales. 3. MATERIALES Y EQUIPOS − Balanzas − Baldes

como el caso de la guanábana o piña es recomendable efectuarlo manualmente, en producciones a pequeña escala. Los análisis que se llevan a cabo son:

• Acidez
• °Brix
• Color, aroma, sabor Además, es indispensable conocer las mermas de semillas y cáscara para determinar el rendimiento de la fruta durante el proceso. 4.7 Refinado: este paso es necesario ya que es frecuente encontrar gran cantidad de fibras y partículas de semillas que se integran a la pulpa durante el despulpado. Estas partículas ajenas a la misma deben salir para obtener un producto más homogéneo y de buena calidad. Los orificios del tamiz de la refinadora son de un calibre menor que los usados en la despulpadora, de esta manera quedan retenidas las partículas menores que pasaron a la pulpa en la etapa anterior. El producto obtenido luego del refinado, es la pulpa cruda, de aquí en adelante ésta puede ser sometida a diferentes tratamientos dependiendo de la vida útil y los usos posteriores que se requieran, a continuación, se especifica las etapas que siguen para pulpas pasterizadas. 4.8 Pasterizado: se realiza en un pasteurizador de placas o tubular dependiendo de la viscosidad por el tipo de fruta utilizada, también se puede emplear marmitas para el pasterizado de pulpas. El propósito de la pasterización es eliminar la flora patógena microbiana presente, además de controlar ciertas enzimas para que no alteren al producto posteriormente, ocasionándole cambios fisicoquímicos. Se debe efectuar a temperaturas de 72 ºC por un tiempo de 3 a 5 segundos, o 62 ºC por un tiempo de 30 minutos. Es importante el control de la temperatura de pasterización ya que a t e m p e r a t u r a s altas se presenta el fenómeno de gelatinización, generando problemas en el equipo,muchas veces el taponamiento de los ductos de circulación del pasteurizador. 4.9 Enfriado: esta etapa es importante para acondicionar la pulpa debido a que ayuda a la conservación, así mismo facilita la incorporación de los aditivos requeridos como, por ejemplo: conservantes, preservantes, estabilizantes, etc. Para ello se debe dejar en reposo la pulpa pasterizada agitando constantemente hasta lograr una temperatura aproximada de 42 ºC. Una vez lograda la temperatura deseada se procede a agregar los aditivos, los cuales no sufren ninguna alteración en estas condiciones. Para ajustar el pH de la pulpa se utiliza ácido cítrico generalmente. Como preservantes se usa comúnmente la mezcla benzoato de sodio y sorbato de potasio en una dosis máxima del 0,1% del peso total. 4.10 Envasado: la pulpa se puede empacar o envasar según las especificaciones del producto, el envase ayuda a proteger la calidad del producto aislándolo de posibles contaminaciones provenientes del medio externo; por lo cual es necesario verificar las condiciones en que se encuentra el tipo de envase que se decida utilizar.

5. USO DE SUSTANCIAS PELIGROSAS

¿Cuáles?: No aplica. Grado de peligrosidad: No aplica

6. INTERPRETACIÓN Y REPORTE Elaborar informe del proceso, indicando los rendimientos en cada etapa del proceso, según flujograma (Anexo). 7. INVESTIGACIÓN 1. ¿Qué es el índice de respiración? 2. ¿Qué es acidez? 3. ¿Qué son los grados Brix? 4. ¿Qué relación existe entre grados Brix y concentración? 5. ¿Qué relación existe entre grados Brix y maduración? 6. ¿Cuál considera usted que son los puntos críticos durante el procesamiento para obtener pulpas ¿por qué? 7. Consulte las características fisicoquímicas que deben tener los jugos o zumos de acuerdo con la Resolución 3929 de 2013. Indique cuál es el valor teórico de pH de la fruta que usted procesó y compare con los datos obtenidos en la práctica. ¿Qué concluye de la comparación de estos valores? BIBLIOGRAFÍA

• Arrázola, G. (2002) Análisis de glucósidos cianogénicos en variedades de almendro: implicaciones en la mejora genética. Consejo Superior de Investigaciones Científicas.

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ANEXOS

FLUJOGRAMA- OBTENCION PULPAS

Nombre del Programa: INGENIERÍA DE ALIMENTOS Nombre del laboratorio: Planta Piloto para procesamiento de alimentos Nombre de la asignatura: Procesos de frutas y hortalizas. Practica de Laboratorio N°: 2 Nombre de la práctica de laboratorio: Obtención de néctares DESCRIPCIÓN DEL LABORATORIO

1. INTRODUCCIÓN El néctar de fruta se define como el producto sin fermentar, elaborado con jugo (zumo) o pulpa de fruta concentrado o no, clarificados o no, o la mezcla de estos, adicionado de agua, aditivos permitidos, con o sin adición de azúcares, miel, jarabes, o edulcorantes o una mezcla de estos. Resolución 3929 /2013. Las características generales de tipo organolépticas y fisicoquímicas que presentan los néctares están ligadas a las características propias del jugo (zumo) o pulpa de fruta de la fruta que procede:

• Aroma, color y sabor: característico a la fruta de procedencia.
• Contenido de pulpa: según el aporte de sólidos solubles aportado por la fruta y el tipo de fruta. Ver Resolución 3929 de 2013. En general, valor superior al 12 %.
• 4,6 > pH > 2,
• Acidez titulable: > 0,2 % ácido cítrico Los néctares son un producto alimenticio con alta demanda de consumo, ligado a nuestra cultura gastronómica, ya que es otra forma de aprovechar las frutas para disponer de ellas en toda época del año y generar un valor agregado. Es así como encontramos néctares de la más variada gama de frutas tropicales como son: mango, tamarindo, pera, manzana, piña, maracuyá, etc. Para el estudiante es indispensable manejar los conceptos adecuados para la elaboración de jugos y néctares, tener claridad sobre las diferencias entre estos dos productos y cada una de las etapas que comprende el procesamiento para cada uno de ellos. Como se mencionó antes, las pulpas aportan un % mínimo de sólidos solubles al néctar, a continuación, se muestran algunos de estos valores: FRUTA % solidos totales (sacarosa) Uva 24 Toronja 24 Tamarindo 18 Piña 3 Pera 18 Naranja 36 Mora 18 Guayaba 44

➢ Aspersión: la fruta se somete a la acción de la fuerza de las gotas de agua en forma de chorro, mientras va girando la fruta en la lavadora, también puede combinarse con agua caliente y fría. 4.5 Escaldado: este paso del proceso es de mucha importancia en la calidad del producto final. Con el escaldado se logran los siguientes beneficios: fijar el color natural de la fruta, inactivar enzimas que pueden afectar la coloración final y el aroma de la pulpa, acondicionar la fruta en su estructura para el despulpado. El escaldado debe hacerse en frutas tropicales a una temperatura de 96 ºC aproximadamente, durante un tiempo no mayor de 6 minutos. Esta operación puede realizarse en una marmita. 4.6 Despulpado: la fruta acondicionada y escaldada, llega a la despulpadora que la tritura utilizándose un tamiz con un diámetro establecido. La pulpa se obtiene por una parte y por otra el desecho de cáscara y semillas. 4.7 Refinado: como de la etapa anterior quedan restos de fibras gruesas y partículas de semilla se hace necesario utilizar la refinadora que opera de igual forma que la despulpadora, pero cuenta con un tamiz de menor diámetro que separa estas impurezas, obteniéndose una pulpa fina y uniforme. 4.8 Mezclado: existen diferentes formulaciones para néctares, dependiendo del tipo de frutas y las preferencias del consumidor se procede a realizar la adición de la materia prima y otros aditivos definidos en la formulación en este punto del proceso. 4.9 Desaireado: es necesario extraer cierta cantidad de aire que se incorpora en la mezcla durante el procesamiento, para lo cual se utiliza el tanque de vacío. Además, con el vacío se reduce la temperatura sin cambiar las características organolépticas del producto en proceso. 4.10 Homogeneizado: para evitar sedimentaciones y separación de fases durante el almacenamiento del producto es indispensable realizar un buen homogeneizado, que consiste en disminuir el tamaño de los gránulos grandes de la pulpa de la fruta mediante presión y temperatura, llevado a cabo en el homogenizador. Además de la homogeneización, industrialmente se clarifica el jugo de la fruta a mezclar con enzimas, lo que ayuda en la calidad y la obtención de un buen producto final. 4.11 Pasterizado: esta etapa consiste en elevar la temperatura a 62 ºC y mantener por 30 minutos el producto, y luego bajarla hasta 4 ºC, con el objetivo de disminuir o eliminar la flora microbiana patógena presente. Este tratamiento también ayuda a la inactivación de enzimas, en la fijación del color y a definir el sabor característico de la fruta. 4.12 Control de calidad: el producto que va a salir al mercado debe cumplir con ciertos parámetros de calidad establecidos por cada productor, pero bajo los lineamientos de las normas legales que rigen los néctares; como son: pH, %acidez, ºBrix, viscosidad, color, aroma, sabor, recuento de mesófilos, NMP Coliformes Totales, determinación de mohos y levadura, etc.

4.13 Envasado: las operaciones de envasado y empacado se desarrollan de manera casi simultánea a la del control de calidad, teniendo en cuenta que para el envasado se debe mantener una temperatura de 45 ºC en el producto con el fin de alcanzar la formación de vacío en el envase y verificar que exista un espacio de cabeza entre el néctar y la tapa del envase. El sellado independientemente del empaque que se utilice, debe ser hermético, así mismo garantizar que el material del envase no altere las características del producto, como son color y sabor. 4.14 Comercialización: una vez el néctar c u m p l e con los respectivos análisis fisicoquímicos, microbiológicos y organolépticos exigidos por las norma técnica vigente, que para el caso de Colombia se definen en la Resolución 3929 de 2013, se procede a su comercialización.

5. USO DE SUSTANCIAS PELIGROSAS ¿Cuáles?: No Aplica. Grado de peligrosidad: No Aplica 6. INTERPRETACIÓN Y REPORTE No Aplica 7. INVESTIGACIÓN 1. ¿Cuáles frutas considera usted como las de mayor rendimiento para la elaboración denéctares? Explique. 2. ¿Qué diferencia existe entre Jugo y Néctar? 3. ¿Cuál es la Norma Técnica de Calidad ICONTEC, que establece las condiciones y parámetros de calidad para la elaboración de néctar de fruta? 4. ¿Qué es un antiespumante, cuál es su función? Indique un ejemplo. 5. ¿Qué son los aditivos, como se clasifican? 6. ¿Qué es una levadura? 7. ¿Qué incidencias en la calidad del producto puede ocasionar un mal desaireado? BIBLIOGRAFÍA

• Arrázola, G. (2000). Manual para la elaboración de derivados de frutas y hortalizas.Universidad de Córdoba, Colombia.

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ANEXOS

FLUJOGRAMA – OBTENCIÓN DE NÉCTAR DE FRUTAS

Nombre del Programa: INGENIERÍA DE ALIMENTOS Nombre del laboratorio: Planta Piloto para procesamiento de alimentos Nombre de la asignatura: Procesos de frutas y hortalizas Practica de Laboratorio N°: 3 Nombre de la práctica de laboratorio: Obtención de mermeladas DESCRIPCIÓN DEL LABORATORIO

1. INTRODUCCIÓN La Norma Técnica Colombiana 285 define la mermelada como un producto de consistencia pastosa, semisólida o gelatinosa que se obtiene por la cocción y concentración de una o más frutas enteras, concentrado, pulpa, jugos de fruta o sus mezclas, al cual se le agregan edulcorantes naturales, con la adición o no de agua y aditivos permitidos (ICONTEC, 2007). En términos prácticos, la mermelada es un método de conservación eficaz para frutas a través de la alta concentración que se logra (mínimo 60 °Brix) por la cocción y adición de azúcar, así como también por el bajo pH (máximo 3,4) que debe tener el producto terminado, obteniendo un producto con una consistencia gelatinosa, color atractivo y brillante característico de la fruta de procedencia. La viscosidad es una característica muy importante de este producto ya que, dependiendo de ésta, se da un buen esparcimiento, sin formación de grumos, a diferencia de las confituras cuya concentración final de sólidos solubles es del 35 – 45 ºBrix. Para lograr esta consistencia deseada es necesario utilizar pectina ya sea proveniente directamente de la fruta utilizada (frutas ricas en pectina) o agregando pectina comercial. En las mermeladas es permitida la presencia de fruta entera, trozos de fruta, trozos de piel o cáscara o semillas comestibles características de la fruta. La relación azúcar/acidez es fundamental para determinar la plasticidad y elasticidad del producto, durante la formación del gel. Así como cualquier otro producto alimenticio, la calidad de la materia prima es determinante en el producto final, para lo cual se deben seleccionar frutos maduros, frescos, limpios y libre de contaminantes químicos, cuerpos extraños o agentes biológicos. Esto ligado a un procesamiento higiénico y con calidad asegura la inocuidad del producto transformado. 2. OBJETIVOS Proporcionar las bases teóricas que se requieren para la elaboración y obtención de mermeladas a nivel experimental.

− Gelificantes, acidificantes, agentes edulcorantes, colorantes − Benzoato de sodio – Sorbato de potasio − Ácido Cítrico − Ácido Ascórbico − Hidróxido de sodio 0.1N − Fenolftaleína − Refractómetro

4. PROCEDIMIENTO Las operaciones preliminares que hacen parte del proceso, como son: recepción de materia prima, pesado, lavado, selección y clasificación, se llevan a cabo de forma similar a la descrita en los anteriores productos indicados en el manual, ya que estas son etapas básicas en la transformación de frutas y hortalizas. 4.1 Adición del azúcar/pectina: una vez la pulpa de la fruta con la cual se va a trabajar se encuentra en la marmita, se procede a la adición del azúcar, realizando este paso de la siguiente manera: Del total del peso a agregar se mezcla en seco ¾ partes del peso total del azúcar, mientras tanto el resto se disuelve en agua y se le agrega a los cinco (5) minutos de empezar la concentración, agitándose constantemente para evitar que la mezcla se adhiera a las paredes de la marmita. La concentración no debe exceder un tiempo de seis minutos, ya que podrían presentarse alteraciones del producto final por un recalentamiento. Existen diversas formulaciones para mermeladas, pero generalmente la relación de pulpa/azúcar es de 1:1. La pectina puede ser de grado 150, 100, 80, 40, 10 y 5; se encuentra en estado líquido o sólido, y se recomienda mezclarla con el azúcar al momento de la adición para evitar la formación de grumos. 4.2 Determinación del punto final (concentración): este se puede determinar de manera visual, por observación, es decir, verificando constantemente ciertas características de la mezcla como son: consistencia, color, aroma, tomándose muestras y dejando caer una gota de la mezcla en un vaso con agua, viendo la precipitación de la gota en el agua. Otra forma por la cual se puede determinar la concentración final requerida es mediante la lectura refractométrica, utilizando el instrumento de medida conocido como refractómetro. Una buena mermelada se obtiene con una concentración final de 65 ºBrix. En la concentración con marmitas, durante el proceso la mezcla debe agitarse constantemente. Por medio de muestras tomadas con cierta frecuencia, se evalúa la concentración, poco antes de los 65 ºBrix se adiciona la pectina, el ácido y los demás ingredientes. Cuando se llega al punto final de concentración se interrumpe el calentamiento, la mezcla se enfría rápidamente hasta llegar a los 85 ºC, con el propósito de impedir una excesiva inversión de la sacarosa y para eliminar el aire contenido en la mezcla. Se puede obtener un producto de excelente calidad si se trabaja el proceso a vacío, pues de esta manera manejamos la temperatura que es esencial en las características organolépticas del producto y de su sabor. Existen varias calidades de mermeladas dependiendo de la relación entre frutas y azúcar, pectina y ácido cítrico. 4.3 Adición de frutas, colorantes y aroma: esta adición de colorantes y aroma es de acuerdo con

los parámetros establecidos por la empresa o fabricante, teniendo en cuenta las cantidades y tipo de colorantes y aromatizantes permitidos por las reglamentaciones legales. La fruta que se desea agregar debe estar bien acondicionada, cortada en forma de trocitos (opcional), de tal manera que no originen alteraciones al producto. 4.4 Enfriado: se debe dejar enfriar a una temperatura de 42 ºC, con el fin de que al empacar se pueda manejar con comodidad y distribuir adecuadamente. 4.5 Envasado: se recomienda empacar en envase de vidrio, pues éste presenta la gran ventaja de mostrar el contenido donde se puede ver el color y otras características deseadas por el consumidor como la textura que es muy importante; porque si se presentará sinéresis, que es uno de los problemas que puede darse por una mala gelificación, se evidenciaría a través del envase, causando rechazo del producto. Es conveniente no dejar un espacio muy grande entre la tapa y el contenido del frasco. Si la mermelada lleva frutas o trozos de fruta incluidos se tiene que realizar un desaireado previo, para evitar que la fruta dispersa en toda la mermelada vaya hacía la parte superior. 4.6 Empacado: generalmente en el mercado se comercializan diferentes presentaciones y materiales de empaques dependiendo de las necesidades identificadas en el mercado objetivo del producto. 4.7 Control de calidad: Se hace necesaria la evaluación de las características organolépticas como son: color, sabor, aroma, textura; microbiológicas y fisicoquímicas como pH, acidez y grados Brix, de acuerdo con la normatividad vigente.

5. USO DE SUSTANCIAS PELIGROSAS ¿Cuáles?: No Aplica. Grado de peligrosidad: No Aplica 6. INTERPRETACIÓN Y REPORTE No Aplica 7. INVESTIGACIÓN 1. ¿Qué relación hay entre acidez y azúcar? 2. ¿Qué relación o no hay entre pH y azúcar? 3. ¿Qué relación o no hay entre ºBrix y acidez? 4. ¿Qué son grados SAG en la pectina? 5. ¿Con un Evaporador y a vacío como mejora las característica del producto en el proceso? BIBLIOGRAFÍA

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